基坑圍護工程施工技術淺析

邱中林

(寶鋼工程技術集團有限公司,上海 201900)

基坑圍護工程施工技術淺析

邱中林

(寶鋼工程技術集團有限公司,上海 201900)

基坑施工是建筑工程施工的基礎性工作,基坑施工質量的好壞直接影響著建筑項目后續施工的操作質量,本文以光亮退火機組基坑圍護工程為例,從基坑圍護、施工技術兩處著手,闡明了基坑工程相關施工技術的實施要點。

基坑 鉆孔灌注樁 旋噴樁 鋼支撐 開挖

就建筑項目來說，扎實的基礎是確保工程施工質量的前提，確保基礎項目的施工質量是保證建筑工程順利實施的前提，基坑施工是建筑項目基礎施工的重要組成部分，對建筑項目有著至關重要的影響。下文將以具體工程為例，詳細闡述基坑工程鉆孔灌注樁施工技術、旋噴樁施工技術、鋼支撐施工技術、開挖施工技術的實施要點。

1 工程概況

光亮退火機組基坑圍護工程位于原有廠房內，周邊環境復雜，地質條件差，基坑內標高有多種：-3.6m，-4.2m，-4.3m，-4.6m，-5.5m，-6.5m，-7.2m等，基坑支護和開挖都非常不便。本工程基坑極不規則，長度最長124.2m，最寬34.4m，±0.000相當于絕對標高3.28m；自然地坪標高-0.2m，廠房高度10m，吊車梁下翼緣標高5.9m。施工順序依次為：圍護鉆孔灌注樁→砼圈梁施工→止水帷幕旋噴樁→工程樁(鉆孔灌注樁)→坑底加固旋噴樁→鋼支撐施工→土方開挖。

2 基坑圍護

本基坑-5.5m，-7.2m，-6.8m采用鉆孔灌注樁圍護，高壓旋噴樁止水，一道鋼支撐的設計方案，-3.6m，-4.2m，-4.3m基坑采用高壓旋噴樁做重力式擋墻，部分高低差采用高壓旋噴樁處理。由于基坑的坑底標高較多，圍護結構的斷面較為復雜。有∮600和∮800的灌注樁，鋼筋配筋也不同，旋噴樁的厚度也有所不同?；訃o樁位示意圖如圖1所示。

圖1 基坑圍護樁位示意圖

3 施工技術

3.1 鉆孔灌注樁施工技術

在建筑工程中運用鉆孔灌注樁施工技術，首先必須對場地進行整理和測量，其次實施鉆孔護筒的埋設，護筒埋設好之后，實施鉆機就位、成孔、下鉆、清孔、排放泥漿等步驟。

首先，在實施場地清理和測量的過程中，必須將鉆孔施工場地的地表雜物清除掉，同時對鉆孔場地實施夯壓操作，讓建筑鉆孔場地的密實度符合要求，測量工作的實施要點如下：運用經緯儀等檢測器具，對施工樁基部位和高程實施放線檢測，確定下樁基施工的樁深和樁基頂部的標高，測量誤差必須控制在十毫米之下。其次，實施鉆孔護筒埋設的時候，一般情況下會采用鋼制材質制作鉆孔護筒，護筒鋼材質通常會采用四毫米厚度的鋼板進行，為了防止由于鋼板厚度不夠導致的變形情況的發生，一般會通過加筋的方式對成型護筒的中下端部位實施焊接加固操作，確保護筒埋設滿足施工時所必需的剛度與厚度要求。實施鉆孔護筒埋設的時候，護筒埋設的軸線必須和施工時所必需的厚度、剛度成中心對稱，埋設鉆孔護筒的底部應該和周圍有著緊密的接觸。鉆孔施工過程中，一旦發生傾斜、偏移、沉陷等情況，應立即停止糾正，鉆孔施工的速度應由慢逐漸加快，鉆孔施工力度也應由小到大進行控制變化。鉆孔施工過程中，應注意通過沖洗循環方式進行鉆進成孔，鉆進時注意控制鉆孔內泥漿的比重，鉆孔施工操作一定要規范化和專業化，防止塌孔問題出現。在鉆孔成型進行下鉆施工的過程中，通常鉆頭距離鉆孔底部位置的距離約在50mm到80mm之間，并應注意對于泥漿泵的啟動時間進行合理控制。鉆孔結束后，進行第一次清孔。清孔時將鉆具提離孔底100～200mm，緩慢回轉，使鉆頭原地空轉15～20鐘左右，以便把孔底殘余淤泥磨成泥漿沖出，確保第一次清孔后孔內無泥塊，無粒徑較大的沉渣。鋼筋籠制作前將主筋校直，清除鋼筋表面污垢、銹蝕，鋼筋下料時準確控制下料長度。鋼筋籠按設計圖紙進行分節制作：主筋采用單面搭接焊，搭接長度大于10d，焊接縫寬度不小于0.7d，厚度不小于0.3d，且同一截面的接頭不超過該截面主筋總數的50%。發現彎曲、變形鋼筋要作調直處理。制作鋼筋籠時采用控制工具，標定主筋間距，以便在孔口搭接焊時保持鋼筋籠垂直度。在鋼筋籠的兩側焊接定位墊塊，鋼筋籠水平方向每側兩列，每列墊塊縱向間距為4m。成型的鋼筋籠平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數不超過兩層。鋼筋籠在吊運過程中嚴禁高起高落，采取雙點吊，吊點位置在加強箍筋部位，防止鋼筋籠在起吊、運輸和安裝中變形。鋼筋籠安裝入孔時，保持垂直狀態，對準孔位徐徐輕放，避免碰撞孔壁，放至設計標高后，將吊筋用鋼管橫掛在孔口護筒或焊固在機架底盤；下籠過程中若遇阻礙不可強行下放，必須查明原因，酌情處理后再繼續下籠。上、下節籠主筋焊接部位表面污垢應予清除，上、下節籠各主筋位置要校正，且上、下節籠保持垂直狀態時方可施焊。焊接時兩面對稱施焊。每節籠子焊接完畢后補足焊接部位的箍筋，并按規定經中間驗收合格后，方可繼續下籠進行安裝。為防止提升導管時帶動鋼筋籠，嚴禁將彎曲或變形的鋼筋籠下入孔內。鋼筋籠、導管下好后，采用正循環清孔。清孔結束后，孔內保持水頭高度。二次清孔后測出孔底沉渣厚度≤10cm，泥漿指標為1.15～1.20，含砂量為4%左右，方可停止清孔。測定孔底沉渣，用標準測錘測試，測繩讀數一定要準確，用3～5孔后校正一次。清孔結束后，盡快灌注混凝土，其間隔時間不大于30分鐘。若超過30分鐘，必須重新進行清孔。施工時采用商品混凝土?；炷吝\至澆注地點時，檢查其均勻性和坍落度。混凝土澆灌利用樁架起吊混凝土導管，采用導管回頂法進行水下砼灌注。水下混凝土澆灌在二次清孔后的30分鐘內進行?；炷脸豕鄷r，導管內須安裝球膽或隔水栓，其懸掛鐵絲在初灌混凝土足量后，方可截斷?；炷恋某豕嗔宽毐ＷC混凝土灌入后，導管埋入混凝土面以下深度不少于0.8～1.3m?；炷凉嘧⑦^程中，導管自始自終埋于混凝土中，嚴禁提出混凝土面。導管埋入混凝土面深度以3～10m為宜，最少不得＜2m。導管勤提勤插，一次提管控制在6m以內，要注意控制混凝土的澆灌速度，尤其當水下混凝土澆灌接近鋼筋籠底端時，澆灌速度應放慢，提升導管要平穩謹慎，避免出料沖擊過大或導管接箍鉤帶鋼筋籠造成鋼筋籠上拱(浮籠)。水下混凝土在灌注過程中，充分利用導管的提升反插作用，來達到擠壓搗實灌入孔內水下混凝土的目的，使之與周圍土體更加緊密結合。在混凝土澆灌時，經常測定混凝土面的上升高度，并根據灌入量與上升高度計算各樁段的充盈系數，充盈系數為1.1～1.3?；炷翆嶋H澆灌高度必須高出樁頂1m以上，混凝土的灌注只有在樁頂標高和強度確認滿足設計要求時才可停止?；炷翝补嘟Y束，及時割斷吊筋，上部混凝土初凝后，拔出護筒，清除孔口泥漿及混凝土殘漿。

3.2 旋噴樁施工技術

首先，樁位測設偏差不大于50mm。鉆機安放在設計的孔位上并保持垂直，垂直度允許偏差小于1%。噴射注漿以鉆機成孔，各樁成孔深度大于設計深度0.2m，成孔時用水平尺檢查鉆機機架垂直度，樁機墊平墊穩。旋噴機架就位，噴管位于自然懸吊狀態時，噴管中心必須垂直對準孔心，保證噴管提升和旋轉，漿液首先進行高速攪拌，在攪拌機內攪拌時間不小于五分鐘且連續制漿。已制成待用的漿液應采用低速攪拌，以防止沉淀。漿液存放有效時間，當環境溫度10℃以下時，不超過5小時，當環境溫度10℃以上時，不超過3小時。當漿液存放超過有效時間，必須予以廢棄。當噴管下至設計深度以下10cm左右開始拌送水泥漿，然后開啟壓縮空氣，送漿30秒后且孔口冒漿正常時方可旋噴提升，提升速度必須控制在12cm/min，漿液壓力16Mpa，水灰比0.5，漿液內摻2%水玻璃。噴注中如上節噴管要卸除，下節噴管繼續作業時，必須待下部噴管高出井口裝置20cm以上方可停止噴注，接鉆桿后要保證搭接10cm。因旋噴樁成樁后樁頂可能有一個收縮過程，噴射灌漿完畢后，繼續向孔內灌注水泥漿液，保證樁體頂標高。噴漿成樁結束后，拔出鉆桿，同時用清水清洗送漿泵，鉆桿及輸漿管道等，然后移位，進行下一根樁的施工。現場放置兩個采用10mm厚鋼板制作的活動泥漿箱(4×2×2m)，及時收集廢泥漿渣土，保證施工現場的整潔。主要設計參數如下：樁徑：800mm；止水樁水泥摻量20%：400kg/m3(采用P42.5普通硅酸鹽水泥)，重力式擋墻水泥摻量28%，500kg/m3。噴射注漿：壓力16MPa，流量≥50L/min；噴射注漿管：提升速度12cm/min，旋轉速度10r/min。

3.3 鋼支撐施工技術

首先測定鋼支撐的中心標高(-2.400m)，在砼圈梁上放出中心點，以確定鋼支撐的安裝位置。其次，鋼支撐必須吊裝到位，松開吊鉤，將2臺100t液壓千斤頂放入頂壓位置，接通油管后開泵施加預應力。預應力施加到位后，在活絡頭中鍥緊墊塊，并燒焊牢固，然后回油松開千斤頂，即完成支撐的安裝。施工時保證千斤頂頂伸力一致。施工中，先仔細檢查各節點的焊接情況，全部節點檢查合格后，再逐步施加預應力。

3.4 土方開挖施工技術

基坑開挖遵循的原則：先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖，先中間后四周。在鋼支撐安裝完成后，即開始土方施工。土方開挖從6-46向6-41線推進。先用1.2m3挖掘機開挖-1.500m至-5.5m土方，成一定作業面后，用吊車吊入0.5m3的小挖機配合挖至設計標高?？紤]到挖機進入基坑對支撐系統的影響，防止土體失穩影響支撐穩定。由于挖土機械需在支撐上空運作，所以必須覆實土高于支撐面1m，并架空鋪設路基箱作為臨時行走道路。因此，整個支撐體系將不會受到荷載壓力。挖機進入基坑距支撐的安全距離不小于500mm。挖土臨時邊坡為1：3。開挖過程中嚴禁觸碰鋼支撐，基坑周邊堆載不大于20KPa。為防止擾動基底土層，挖土距基底約200～300mm時，停止用機械挖土，余土由人工挖至設計標高，再由0.5m3小挖土機轉運至1.2m3大挖土機送到地面外運。配合挖機修坡清底的人員在清底時，同時將排水溝和集水井挖出，每個集水井內設置一臺潛水泵將水排至臨時排水溝內。開挖過程中，隨挖隨澆搗墊層。控制依據為當開挖約200m2左右的土方后，墊層需跟進澆搗；施工中必須確實保證墊層的平整度、厚度和強度。挖土示意圖如圖2所示。

圖2 挖土示意圖

4 基坑監測

墻頂沉降測量采用精密水準儀，按國家二等水準要求觀測。以附合或閉合路線在水準路線上聯測各監測點，以水準控制點為基準，測算出各監測點標高。同一測點相鄰兩次標高差即為本次該測點沉降量，第一次沉降量累加至當次本次沉降量即為該測點累計沉降量。墻頂水平位移測量按小角度法進行觀測。在平行與基坑圍護墻延長線上的平面控制點設工作站，取遠方50米外位置穩定、成象清晰的永久性目標作固定后視方向分別測出各監測點相對后視的夾角，每次四測回取平均值A。光電測距量出測站至監測點邊長S。同一測點相鄰兩次測角差dA=Ai-Ai-1，從而計算出該測點本次位移量，第一次位移量累加至當次本次位移量即為該測點累計位移量。在埋設澆灌混凝土后第一天，用清水沖洗管中泥漿水，檢查測斜管安裝質量，例如管內有無異物堵塞、深度是否與埋設深度相當等。第一次測斜前，檢查是否有滑槽現象等。

5 結語

綜上所述，基坑圍護工程是一項施工程序繁復的綜合性工程，施工技術的合理運用是確保建筑工程基坑施工質量的前提，本文緊密結合具體工程案例，詳細闡述了基坑圍護工程施工技術的實施要點。

[1]雷揚,鄭剛,陳紅慶.鉆孔咬合樁在天津地鐵基坑圍護結構施工中的應用[J].建筑科學,2013(03).

[2]楊麗.鉆孔灌注樁施工技術與質量控制方法[J].建筑施工,2013(29).